化學家經常用摩爾質量和分子質量來測量物質。例如,確定圓柱體中分子的數量。化學研究原子和分子在原子尺度上的相互作用。
首先,分子是指相似或不同原子按比例排列的組成。這些分子可以根據每個分子的物理和化學性質形成化合物。
簡言之,分子質量是指物質的總質量。它是特定物質分子中單個原子的平均質量之和。
為了確定化合物X的分子質量,你必須把組成中所有元素的原子質量加起來,包括它們的乘法,按式中的下標。
我們將用下麵的一個例子來說明。這些原子質量直接取自元素週期表。它們是以原子質量單位(amu)來測量的,分子質量也是如此。
例1:
測定H2O和CH3CH2OH的分子量。
回答:
你必須評估給定分子式的組成,並從週期表中得出它們的原子質量。考慮下標。
例如,H2O表示有兩個氫原子和一個氧原子。根據元素週期表,氫的原子質量為1.0079 amu,氧的原子質量為15.9994 amu。化合物的分子量為2(1.0079)+15.9994=18.0152 amu。
為了確定乙醇的分子量,問題中給出的另一個公式,我們遵循同樣的步驟。有2個碳原子,6個氫原子和1個氧原子。碳原子的原子質量為12.011amu。也就是說,CH3CH2OH的分子量為2(12.011)+6(1.0079)+1(15.9994)=46.069 amu。為了便於練習,計算乙烷(C2H4)和二氧化碳的分子式。
關於摩爾質量概念,它被定義為物質摩爾的質量,單位為千克或克。通常,摩爾質量的單位是克/摩爾。一摩爾氧元素的質量為15.9994克。因此,摩爾質量將為15.9994 g/mol。例如,對於二氧化碳化合物,摩爾質量定義為該化合物中1摩爾分子的質量。阿伏伽德羅數,6.022x1023經常用來表示摩爾質量等於的原子、分子和其他單位的數量。例如,H2O的摩爾質量等於每摩爾6.022×1023水分子的質量(單位:克)。如果這聽起來太技術化,我們將用下麵的例子來說明:
例2:
測定乙醇的摩爾質量。
回答:
在第一個例子中,我們測定了乙醇(C2H5OH)的分子量。不要被前面提到的不同公式所迷惑。我們剛剛討論了乙醇分子式的結構安排,儘管原子的比例保持不變。
乙醇含有6.022×1023個分子,摩爾質量等於含有這些分子的乙醇的質量。我們發現乙醇的分子質量是46.069個原子質量單位。在計算摩爾質量時遵循相同的程式。
一摩爾乙醇有2摩爾碳原子,6摩爾氫原子和一摩爾氧原子。從週期表中取原子質量,我們發現摩爾質量為2(12.011g)+6(1.0079g)+15.9994g,等於46.069g/mo。註意相同的值,但單位不同。
註:任何化學物質的摩爾質量是指其原子質量或分子質量,單位為克每摩爾。數值相同,但單位不同。
練習2:
計算磷酸鈣(Ca3(PO4)2)的摩爾質量。答案應該是310.177g/mol。
關於碳,天然碳的摩爾質量與週期表中的碳-12同位素不同。當然,碳中含有碳-12、碳-13和碳-14,但一摩爾碳中仍含有6.022×1023,但這些同位素的比例不同。
摩爾質量是用物質的總質量(即每個原子的平均質量)除以摩爾量來確定的。結果是克每摩爾或千克每摩爾。分子質量是透過計算與碳-12同位素的1/12有關的物質質量來確定的。
分子質量是指分子的質量,而摩爾質量是指一摩爾物質的質量。
摩爾質量用克每摩爾表示,而分子質量用原子質量單位表示。國際單位制的這種表達方式可以追溯到上述這些概念的定義。
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